遼吉地區(qū)巖石學(xué)、年代學(xué)特征及其形成時(shí)代探討

遼吉地區(qū)巖石學(xué)、年代學(xué)特征及其形成時(shí)代探討

遼吉地區(qū)是中國(guó)典型的冷武系地殼暴露區(qū)之一，由花崗巖-綠巖帶和高級(jí)變質(zhì)帶組成。豐富的礦產(chǎn)資源如au、cu、zn和fe，一直為國(guó)內(nèi)外的科學(xué)家所關(guān)注[1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12]。1花崗巖-綠巖帶1.1綠巖帶類型及產(chǎn)出環(huán)境本區(qū)主要綠巖帶包括遼北地區(qū)的清原綠巖帶和吉南地區(qū)的夾皮溝、板石溝、金城洞和輝南綠巖帶,呈大小不等的長(zhǎng)條狀或不規(guī)則狀分布在龍崗古陸核的邊緣。根據(jù)綠巖帶層序及原巖建造、巖石化學(xué)特征、稀土元素地球化學(xué)特征、變質(zhì)作用、成礦作用、成巖年齡和成巖構(gòu)造環(huán)境,將本區(qū)綠巖帶劃分為Ⅰ型(島弧型)和R型(裂谷或盆地型)兩類(表1)。Ⅰ型綠巖帶以清原和金城洞綠巖帶為代表,其形成的古構(gòu)造環(huán)境為類似于現(xiàn)代島弧的大陸邊緣活動(dòng)帶,其中賦存大型塊狀Cu-Zn礦床和中、小型金礦和鐵礦。R型綠巖帶以?shī)A皮溝、板石溝和輝南綠巖帶為代表,其形成的古構(gòu)造環(huán)境為類似于大陸邊緣裂谷或弧后盆地環(huán)境,帶內(nèi)賦存大型金礦和大型鐵礦床。1.2年代學(xué)資料及類型花崗質(zhì)巖石是本區(qū)花崗巖-綠巖帶的主要組成部分,占整個(gè)花崗巖-綠巖帶出露面積的70%以上。根據(jù)其產(chǎn)出特征、地球化學(xué)、巖石組合和年代學(xué)資料可分為三類:(1)片麻狀英云閃長(zhǎng)巖、奧長(zhǎng)花崗巖和花崗閃長(zhǎng)巖雜巖體,主要包括清原紅透山—樹基溝巖體,夾皮溝八家子、四道岔巖體和板石溝英云閃長(zhǎng)巖—奧長(zhǎng)花崗巖巖體;(2)花崗閃長(zhǎng)巖和英云閃長(zhǎng)巖底辟巖基/巖株,主要指清原狍子溝、摩里紅巖體和金城洞百里坪巖體;(3)鉀質(zhì)花崗巖,指夾皮溝板廟嶺啞嶺狀鉀長(zhǎng)花崗巖巖體、清原紅石砬子二長(zhǎng)花崗巖巖體和板石溝地區(qū)鉀質(zhì)花崗巖體。2高級(jí)區(qū)的巖石學(xué)特征卵形隆起是高級(jí)變質(zhì)區(qū)的最主要構(gòu)造類型,廣泛分布在遼北的渾南及渾北的五鳳嶺、線金廠地區(qū)和吉南的龍崗山區(qū)。高級(jí)區(qū)的主要部分由灰色片麻巖構(gòu)成,它的原巖主要由英云閃長(zhǎng)巖、奧長(zhǎng)花崗巖和花崗閃長(zhǎng)巖及少量石英二長(zhǎng)巖、花崗巖和紫蘇花崗巖組成。表殼巖主要以包體形式產(chǎn)出在花崗質(zhì)巖石中,遼北表殼巖層序稱渾南巖群,吉南表殼巖層序稱龍崗巖群。鎂鐵質(zhì)—超鎂鐵質(zhì)侵入巖主要以層狀和巖墻兩種形式產(chǎn)出在高級(jí)區(qū)內(nèi)。3地質(zhì)學(xué)3.1綠巖帶夾皮溝群晚古生代特征清原綠巖帶清原群下部金鳳嶺組斜長(zhǎng)角閃巖的Sm-Nd全巖等時(shí)線年齡為(2844±48)Ma(圖1a),夾皮溝綠巖帶夾皮溝群老牛溝組斜長(zhǎng)角閃巖Rb-Sr全巖等時(shí)線年齡為(2766±266.5)Ma(圖2a),板石溝綠巖帶含鐵巖系中斜長(zhǎng)角閃巖的Rb-Sr全巖等時(shí)線年齡為(2585±67)Ma(圖2b)Sm-Nd全巖等時(shí)線年齡為(2605±98)Ma。據(jù)此認(rèn)為本區(qū)主要綠巖帶的形成時(shí)代為2605～2844Ma。3.2雜巖的形成時(shí)代與綠巖帶緊密共生的花崗質(zhì)巖石的同位素年齡多集中在2505～2587Ma,但不同類型花崗巖的形成時(shí)代存在差異。早期呈面型分布的片麻狀花崗質(zhì)雜巖體,據(jù)清原紅透山—樹基溝巖體顆粒鋯石U-Pb年齡為(2520±16)Ma(圖3a)、其黑云母40Ar/39Ar坪年齡為(2587±6)Ma,夾皮溝八家子片麻狀英云閃長(zhǎng)巖的顆粒鋯石U-Pb年齡為(2521±14)Ma,因此雜巖體的形成時(shí)代為2520～2587Ma,即(2555±35)Ma。第二期花崗質(zhì)巖石為侵入綠巖帶和早期雜巖體的花崗閃長(zhǎng)巖/英云閃長(zhǎng)巖底辟巖基/巖株,據(jù)清原狍子溝巖體的微量鋯石U-Pb年齡為(2519±77)Ma(圖3b),清原摩里紅巖體的微量鋯石U-Pb年齡為(2511±1)Ma,因此,第二期花崗質(zhì)巖石的形成時(shí)代為2511～2519Ma,即(2515±4)Ma。晚期鉀質(zhì)花崗巖是區(qū)內(nèi)早前寒武紀(jì)地體中最晚侵位的花崗巖體,傳統(tǒng)上一直認(rèn)為其形成于古元古代,據(jù)本文對(duì)夾皮溝板廟嶺啞鈴狀鉀質(zhì)花崗巖的顆粒鋯石U-Pb年齡測(cè)定為(2505±14)Ma,表明其形成時(shí)代為新太古代,而不是過去認(rèn)為的古元古代。3.3鈉質(zhì)砂巖的形成時(shí)代關(guān)于高級(jí)區(qū)表殼巖的形成時(shí)代,據(jù)清原小萊河渾南巖群透輝斜長(zhǎng)角閃巖的Sm-Nd全巖等時(shí)線年齡為3018Ma(圖1b),代表了其形成年齡。王松山等在同一地區(qū)獲取輝石斜長(zhǎng)角閃巖的40Ar/39Ar坪年齡為2990Ma,認(rèn)為是其變質(zhì)年齡。對(duì)高級(jí)區(qū)大面積分布的片麻狀鈉質(zhì)花崗巖,吳家弘等在夾皮溝會(huì)全棧所做的Rb-Sr全巖等時(shí)線年齡為(2971±95)Ma,可能反映了鈉質(zhì)花崗巖的形成年齡。至于在遼吉高級(jí)區(qū)花崗質(zhì)巖石和紫蘇花崗巖中所取的幾組2500～2600Ma年齡值,可能代表了其遭受晚期強(qiáng)烈構(gòu)造巖漿熱事件改造的年齡。3.4上地殼結(jié)構(gòu)及成礦年際綜上所述,遼吉地區(qū)年代構(gòu)造格架已基本建立。即:(1)3018Ma,龍崗古陸核表殼巖形成(龍崗巖群、渾南巖群)。(2)2990Ma,高角閃巖相—麻粒巖相區(qū)域變質(zhì)作用。(3)2971Ma,高級(jí)區(qū)大面積分布的鈉質(zhì)花崗巖侵入,形成卵形隆起構(gòu)造。(4)2605～2844Ma,本區(qū)綠巖層序形成(清原綠巖帶2844Ma,夾皮溝綠巖帶2766Ma,板石溝綠巖帶2605Ma)。(5)2600Ma,低角閃巖相區(qū)域變質(zhì)作用。(6)2520～2587Ma,早期TTG質(zhì)花崗巖侵入(紅透山—樹基溝巖體、夾皮溝八家子巖體)。(7)2511～2519Ma,第二期花崗閃長(zhǎng)巖/英云閃長(zhǎng)巖底辟巖基形成(清原狍子溝巖體、摩里紅巖體)。(8)2505Ma,夾皮溝啞鈴狀鉀質(zhì)花崗巖形成。(9)2500Ma,早前寒武紀(jì)地體克拉通化,綠片巖相動(dòng)力變質(zhì)作用,綠巖帶同構(gòu)造期金礦(夾皮溝金礦、南龍王廟金礦)形成。(10)古、中元古代—中生代,早前寒武紀(jì)地殼被多次活化改造,并在90～180Ma形成綠巖帶后構(gòu)造期再生型礦床(下達(dá)堡金礦等)。4結(jié)論(1)該區(qū)域綠帶的形成時(shí)間為2605.844Ma,與綠巖帶緊密共生的三期花崗巖的形成時(shí)代分別為(2555±35)Ma,(